JP2009088253A - 微細構造体の製造方法および微細構造体の製造システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】壁体が形成された微細構造体の表面を液体により処理し、前記液体の表面を活性化させる物質を前記微細構造体の表面に供給し、前記微細構造体の表面の乾燥を行うこと、を特徴とする微細構造体の製造方法が提供される。または、壁体が形成された微細構造体の表面を親水化処理し、前記表面を液体により処理し、前記表面の乾燥を行うこと、を特徴とする微細構造体の製造方法が提供される。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る微細構造体の製造方法を例示するためのフローチャートである。
図2は、壁体間に残留する液体の表面張力の影響を例示するための模式断面図である。なお、図1においては、一例として洗浄液を用いた洗浄を実施する場合を例示したが、本発明はこれには限定されず、その他、エッチングや堆積、表面処理などをはじめとして、液体を用いる各種のプロセスに適用することができる。これは、図3以降において後述する各具体例についても同様である。
図2(a)に示すように、微細構造体1を洗浄液などの液体で処理する際には液体2により微細構造体1の表面が覆われ、表面に形成されている壁体1a、1b同士の間(パターン内)も洗浄液(液体)2により満たされる。なおここで、壁体1a、1bは、壁状のものでもよく、円柱状あるいは角柱状などの棒状のものでもよい。
液体表面を活性化させる物質としては、例えば、界面活性剤や、アルコール、フラン、ケトン等の極性溶剤、シリカ、アルミナ、酸化チタン等の数nm〜1μm程度の微小粒子を例示することができる。
また、界面活性剤が残留する場合においては、加熱やオゾンなどによる分解、除去が容易であることが好ましい。そのためには、低分子量であるか、または、主鎖に二重結合などを有し低分子量のものに分解容易であるものが好ましい。
まず、パターンが形成されたウェーハの表面(壁体が形成された微細構造体の表面)を液体(例えば、純水)により洗浄する(ステップS1)。
洗浄は、スピン洗浄法を用いることができ、回転数を500rpm程度、洗浄時間を60秒程度とすることができる。
供給は、スピン洗浄法と同様に回転させたウェーハの表面に対して行うことができ、回転数を500rpm程度、供給時間を10秒程度とすることができる。この場合、非イオン(ノニオン)系界面活性剤の添加量は、0.05重量%以上、1重量%以下とすることが好ましい。0.05重量%未満とすれば表面張力を低減させる効果が少なくなりすぎ、1重量%を超えるものとすれば残留する界面活性剤の除去を考慮する必要が生じるからである。尚、高温の除去処理が可能な微細構造体1であったり、後工程のエッチングなどで下層の材料ごと界面活性剤が除去されるような場合においては、界面活性剤の残留の影響を考慮する必要がない。そのため、そのような場合においては1重量%を超える界面活性剤を添加することもできる。
この場合、加熱温度を150℃程度、加熱時間を60秒程度、回転数を500rpm程度とすることができる。
尚、説明の便宜上、微細構造体1を表面に30nmデザインルールによるパターンが形成されたウェーハとして説明する。
まず、パターンが形成されたウェーハの表面(壁体が形成された微細構造体の表面)を液体により処理する。具体的には、例えば洗浄液(例えば、純水)により洗浄する(ステップS11)。
洗浄は、スピン洗浄法を用いることができ、回転数を500rpm程度、洗浄時間を60秒程度とすることができる。
次に、ウェーハの表面に液体表面を活性化させる物質を供給する。本実施の形態においては、低分子量の非イオン(ノニオン)系界面活性剤を添加した純水をウェーハの表面に供給する(ステップS12)。
供給は、スピン洗浄法と同様に回転させたウェーハの表面に対して行うことができ、回転数を500rpm程度、供給時間を10秒程度とすることができる。
この場合、回転数を2500rpm程度、乾燥時間を60秒程度とすることができる。 この乾燥後のウェーハ表面をKLA社製のパターン検査装置により検査したところ、洗浄前のパターン形状と変化がなく、パターンの変形は見られなかった。
この場合、加熱処理の温度を150℃程度、加熱処理時間を60秒程度、回転数を500rpm程度とすることができる。
この加熱処理後のウェーハ表面をX線光電子分光(XPS;X-ray Photoelectron Spectroscopy)により分析したところ、炭素は1%以下であり、界面活性剤の残留は見られなかった。
尚、説明の便宜上、微細構造体1を表面に30nmデザインルールによるパターンが形成されたウェーハとして説明する。
まず、パターンが形成されたウェーハの表面(壁体が形成された微細構造体の表面)を液体により処理する。具体的には、例えば、洗浄液(例えば、純水)により洗浄する(ステップS21)。
洗浄は、スピン洗浄法を用いることができ、回転数を500rpm程度、洗浄時間を60秒程度とすることができる。
供給は、スピン洗浄法と同様に回転させたウェーハの表面に対して行うことができ、回転数を500rpm程度、供給時間を10秒程度とすることができる。
(化1)
R O (EO)r H
ここで、Rは炭素数8〜20のアルケニル基である。EOはエチレンオキサイドを示す。p 、q 及びr は平均付加モル数であり、p は1〜13、q は1〜4、r は2〜26である。
この場合、以下の化学式で表されるものが好ましい。
(化2)
CH3-(CH2)3-(CH=CH)-(CH2)4-O(EO)10 H
この場合、回転数を2500rpm程度、乾燥時間を60秒程度とすることができる。 この乾燥後のウェーハ表面をKLA社製のパターン検査装置により検査したところ、洗浄前のパターン形状と変化がなく、パターンの変形は見られなかった。
本発明者はさらなる検討の結果、微細構造体1の表面を親水化処理するようにすれば、液体の表面張力を抑制することができるので、壁体の変形を防止できるとの知見を得た。また、この場合、濡れ性が向上して液体が壁体間に侵入しやすくなるので、洗浄効果を高めることもできるとの知見を得た。
まず、壁体が形成された微細構造体の表面に親水化処理を施す(ステップS31)。
親水化処理は、微細構造体1の材質などにより適宜選択することができる。例えば、微細構造体1がシリコンからなるもの(例えば、ウェーハなど)の場合においては、表面に酸化シリコンを形成させることができる処理を適宜選択すればよい。酸化シリコンを形成させることができる処理としては、例えば、シリコンの熱酸化処理、酸素プラズマ処理などを例示することができる。また、その他の親水化処理としては、UV(紫外線)またはEB(電子線)照射による表面処理、常圧CVD処理・減圧CVD処理・プラズマCVD処理などによる親水性のある物質の成膜、薬剤による表面処理などを例示することができる。尚、これらの処理方法に限定されるわけではなく、微細構造体1の表面を親水化処理可能な処理方法を適宜選択することができる。
洗浄は、例えば、純水によるスピン洗浄などとすることができる。ただし、これに限定されるわけではなく、洗浄方法は適宜変更することができる。また、液体も純水に限定されるわけではなく、添加剤が添加されたものなどを適宜選択することができる。
次に、微細構造体1を乾燥する(ステップS33)。
乾燥は、例えば、スピン乾燥や加熱による乾燥などとすることができる。ただし、これに限定されるわけではなく、乾燥方法は適宜変更することができる。
尚、洗浄の後に、前述した液体表面を活性化させる物質(例えば、界面活性剤)を供給するようにすることもできる。
尚、説明の便宜上、微細構造体1をウェーハWとして説明する。
また、保持手段101を囲むようにしてチャンバー104が設けられている。
洗浄手段102は、チャック105の上方に設けられウェーハW(微細構造体1)の表面に向けて液体を吐出するノズル107と、配管108によりノズル107と接続された図示しない液体供給手段とを備えている。図示しない液体供給手段により供給される液体は、例えば、純水とすることができる。ただし、液体は純水に限定されるわけではなく、添加剤が添加されたものなどを適宜選択することができる。
図示しない搬送手段によりウェーハW(微細構造体1)がチャンバー104内に搬入され、チャック105上に載置、保持される。チャック105は、駆動手段106により1分間に数百から数千回転の速さで回転することができる。そのため、チャック105に保持されているウェーハW(微細構造体1)もチャック105とともに回転させることができる。
ウェーハW(微細構造体1)の乾燥と、残留する界面活性剤の加熱分解、除去が終了すると、チャック105の回転が停止され、図示しない搬送手段によりウェーハW(微細構造体1)が搬出される。その後、必要があれば前述の手順を繰り返すことで、ウェーハW(微細構造体1)の製造が行われる。
第1の製造システム130aには、保持手段101と、洗浄手段102と、活性剤供給手段103とが主に備えられ、ウェーハW(微細構造体1)の洗浄と液体表面を活性化させる物質(例えば、界面活性剤)の供給が主に行われる。
第2の製造システム130bには、保持手段101と、除去手段120とが主に備えられ、ウェーハW(微細構造体1)の乾燥と残留する液体表面を活性化させる物質(例えば、界面活性剤)の加熱分解、除去が主に行われる。
尚、図6や図7において、除去手段120として過熱蒸気を用いるものを例示したが、これに限定されるわけではなく、例えば、オゾンガスを用いた処理、プラズマ処理やUV(紫外線)照射処理、加熱エアーなどによる加熱処理など液体表面を活性化させる物質(例えば、界面活性剤)の分解除去が可能な処理方法を適宜選択することができる。
前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。
例えば、微細構造体や微細構造体の製造システムの形状、寸法、材質、配置などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
Claims (8)
- 壁体が形成された微細構造体の表面を液体により処理し、前記液体の表面を活性化させる物質を前記微細構造体の表面に供給し、前記微細構造体の表面の乾燥を行うこと、を特徴とする微細構造体の製造方法。
- さらに、前記微細構造体の表面に残留する前記前記物質の分解除去を行うこと、を特徴とする請求項1記載の微細構造体の製造方法。
- 前記物質の供給を、前記微細構造体の表面に前記液体が残留している間に行うこと、を特徴とする請求項1または2に記載の微細構造体の製造方法。
- 前記物質は、界面活性剤であること、を特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の微細構造体の製造方法。
- 壁体が形成された微細構造体の表面を親水化処理し、前記表面を液体により処理し、前記表面の乾燥を行うこと、を特徴とする微細構造体の製造方法。
- 壁体が形成された微細構造体の表面を液体により処理する処理手段と、
前記液体の表面を活性化させる物質を前記微細構造体の表面に供給する活性剤供給手段と、
前記微細構造体の表面の乾燥を行う乾燥手段と、
を備えたことを特徴とする微細構造体の製造システム。 - さらに、前記微細構造体の表面に残留する前記物質の分解除去を行う除去手段と、を備えたことを特徴とする請求項6記載の微細構造体の製造システム。
- 前記物質は、界面活性剤であること、を特徴とする請求項6または7に記載の微細構造体の製造システム。
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